黏滞阻尼器对高层钢结构地震易损性的影响
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Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｖｉｓｃｏｕｓｄａｍｐｅｒｏｎｓｅｉｓｍｉｃｖｕｌｎｅｒａｂｉｌｉｔｙｏｆｈｉｇｈｒｉｓｅｓｔｅｅｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，ａ２５ｓｔｏｒｙ ｓｔｅｅｌｆｒａｍｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗｉｔｈｏｒｗｉｔｈｏｕｔｔｈｅｖｉｓｃｏｕｓｄａｍｐｅｒｓｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅＯｐｅｎＳＥＥＳｐｌａｔｆｏｒｍ．Ｔｈｅ ｐｅａｋｇｒｏｕｎｄａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ（ＰＧＡ）ｗａｓｃｈｏｓｅｎａｓｔｈｅｇｒｏｕｎｄｍｏｔｉｏｎｉｎｔｅｎｓｉｔｙｉｎｄｅｘ．Ｔｈｅｍａｘｉｍｕｍ ｉｎｔｒａｓｔｏｒｙＤｒｉｆｔ θｍａｘｗａｓｕｓｅｄａｓｔｈｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｄｅｍａｎｄｐａｒａｍｅｔｅｒ．１５ｇｒｏｕｎｄｍｏｔｉｏｎｒｅｃｏｒｄｓｗｅｒｅｓｅｌｅｃｔｅｄｆｒｏｍｔｈｅＰａｃｉｆｉｃＥａｒｔｈ ｑｕａｋｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒ（ＰＥＥＲ）ｄａｔａｂａｓｅｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆｅａｒｔｈｑｕａｋｅａｎｄｓｔａｔｉｏｎｉｎｆｏｒｍａ ｔｉｏｎ．Ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌｄｙｎａｍｉｃａｎａｌｙｓｉｓ（ＩＤＡ）ａｐｐｒｏａｃｈｗａｓｕｓｅｄｔｏｐｅｒｆｏｒｍ ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌａｎａｌｙｓｉｓｔｏｅｓｔａｂｌｉｓｈｔｈｅＩＤＡ ｃｕｒｖｅｓｆｏｒｔｈｅｔｗｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ．Ｌｏｇａｒｉｔｈｍｉｃｎｏｒｍａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｗａｓｕｓｅｄｔｏｆｉｔｔｈｅｃｕｒｖｅｆｏｒｓｅｉｓｍｉｃｖｕｌｎｅｒａｂｉｌｉｔｙａｎａｌ ｙｓｉｓ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｃｏｎｓｔｒｕｃｔｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｖｕｌｎｅｒａｂｉｌｉｔｙｃｕｒｖｅｓ，ｂｅｔａｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｗａｓｕｓｅｄｔｏｃｏｎｖｅｒｔｔｈｅｖｕｌｎｅｒａｂｉｌｉｔｙａ ｎａｌｙｓｉｓｒｅｓｕｌｔｓｉｎｔｏｔｈｅｇｒｏｕｎｄｍｏｔｉｏｎｐａｒａｍｅｔｅｒｄａｍａｇｅｉｎｄｅｘｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｄｅｎｓｉｔｙｆｕｎｃｔｉｏｎｓ．Ａｓｓｈｏｗｎｉｎｔｈｅｒｅ ｓｕｌｔｓ，ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｄａｍｐｉｎｇｅｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅｖｉｓｃｏｕｓｄａｍｐｅｒｗａｓｏｂｓｅｒｖｅｄ．Ｔｈｅｄｉｒｅｃｔｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｏｆｇｒｏｕｎｄｍｏｔｉｏｎｖｅｒｓｕｓ ｄａｍａｇｅｉｎｄｅｘｆｏｒｖｕｌｎｅｒａｂｉｌｉｔｙｃａｎｂｅｒｅａｄｉｌｙａｐｐｌｉｅｄｉｎｅａｒｔｈｑｕａｋｅｌｏｓｓａｎｄｒｉｓｋａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｏｆｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｓｔｒｕｃ ｔｕｒｅｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｅｉｓｍｉｃｖｕｌｎｅｒａｂｉｌｉｔｙ；ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌｄｙｎａｍｉｃａｎａｌｙｓｉｓ；ｂｅｔａｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ；ｖｉｓｃｏｕｓｄａｍｐｅｒ；ｈｉｇｈｒｉｓｅｓｔｅｅｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ
黏滞阻尼器对高层钢结构地震易损性的影响
乔云龙１，２，王自法１，２
（１．中国地震局 工程力学研究所，黑龙江 哈尔滨 １５００８０；２．中国地震局地震工程与工程振动重点实验室，黑龙江 哈尔滨 １５００８０）
摘 要：为研究黏滞阻尼器对高层钢结构地震易损性的影响，基于 ＯｐｅｎＳＥＥＳ有限元分析平台，建立 一个 ２５层钢框架结构以及同尺寸附着黏滞阻尼器的钢框架结构，对两个钢框架结构以地震动峰值 加速度（ＰＧＡ）作为地震动强度指标，以结构最大层间位移角 θｍａｘ为工程需求参数，从太平洋地震工 程研究中心（ＰＥＥＲ）中选取了 １５条地震动记录，分别对两个结构进行增量动力分析（ＩｎｃｒｅｍｅｎｔａｌＤｙ ｎａｍｉｃＡｎａｌｙｓｉｓ，ＩＤＡ），建立结构的 ＩＤＡ曲线簇。结合地震易损性分析，对分析结果进行对数拟合，构 筑两个结构的连续易损性曲线，并进一步提出用贝塔分布函数将结果转化为地震动参数 －震害指数 概率密度函数的概率表达方式，可以更加直观简便地观察到黏滞阻尼器显著的减震效果。该表达方 法具有直观性，研究成果可为既有结构的地震灾害风险评估等提供简明且有力的分析方法。 关键词：地震易损性；增量动力分析；贝塔分布；黏滞阻尼器；高层钢结构 中图分类号：Ｐ３１５．９ 文献标志码：Ａ
Ｅｆｆｅｃｔｏｆｖｉｓｃｏｕｓｄａｍｐｅｒｏｎｓｅｉｓｍｉｃｖｕｌｎｅｒａｂｉｌｉｔｙｏｆ ｈｉｇｈｒｉｓｅｓｔｅｅｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ
ＱＩＡＯＹｕｎｌｏｎｇ１，２，ＷＡＮＧＺｉｆａ１，２
（１．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＭｅｃｈａｎｉｃｓ，ＣｈｉｎａＥａｒｔｈｑｕａｋｅＡｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ，Ｈａｒｂｉｎ１５００８０，Ｃｈｉｎａ；２．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆ ＥａｒｔｈｑｕａｋｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＶｉｂｒａｔｉｏｎｏｆＣｈｉｎａＥａｒｔｈｑｕａｋｅＡｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ，Ｈａｒｂｉｎ１５００８０，Ｃｈｉｎａ）
收稿日期：２０１９－０５－２０； 修订日期：２０１９－０７－２５ 基金项目：中国地震局工程力学研究所基本科研项目（２０１８Ｃ０３） Ｓｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙ：ＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＲｅｓｅａｒｃｈＦｕｎｄｏｆＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＭｅｃｈａｎｉｃｓ，ＣｈｉｎａＥａｒｔｈｑｕａｋｅＡｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ（２０１８Ｃ０３） 作者简介：乔云龙（１９９５－），男，硕士研究生，主要从事结构抗震研究．Ｅｍａｉｌ：ｑｉａｏ＿ｙｕｎｌｏｎｇ＠ａｌｉｙｕｎ．ｃｏｍ 通讯作者：王自法（１９６５－），男，研究员，博士，主要从事巨灾风险、地震保险等领域的研究．Ｅｍａｉｌ：ｚｉｆａ＠ｉｅｍ．ａｃ．ｃｎ
第 ４０卷 第 Байду номын сангаас期 ２０２０年 ２月
地 震 工 程 与 工 程 振 动
ＥＡＲＴＨＱＵＡＫＥＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＡＮＤＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＤＹＮＡＭＩＣＳ
Ｖｏｌ．４０Ｎｏ．１ Ｆｅｂ．２０２０
文章编号：１０００－１３０１（２０２０）０１－０２０５－０８
ＤＯＩ：１０．１３１９７／ｊ．ｅｅｅｖ．２０２０．０１．２０５．ｑｉａｏｙｌ．０２０
黏滞阻尼器对高层钢结构地震易损性的影响
乔云龙１，２，王自法１，２
（１．中国地震局 工程力学研究所，黑龙江 哈尔滨 １５００８０；２．中国地震局地震工程与工程振动重点实验室，黑龙江 哈尔滨 １５００８０）
摘 要：为研究黏滞阻尼器对高层钢结构地震易损性的影响，基于 ＯｐｅｎＳＥＥＳ有限元分析平台，建立 一个 ２５层钢框架结构以及同尺寸附着黏滞阻尼器的钢框架结构，对两个钢框架结构以地震动峰值 加速度（ＰＧＡ）作为地震动强度指标，以结构最大层间位移角 θｍａｘ为工程需求参数，从太平洋地震工 程研究中心（ＰＥＥＲ）中选取了 １５条地震动记录，分别对两个结构进行增量动力分析（ＩｎｃｒｅｍｅｎｔａｌＤｙ ｎａｍｉｃＡｎａｌｙｓｉｓ，ＩＤＡ），建立结构的 ＩＤＡ曲线簇。结合地震易损性分析，对分析结果进行对数拟合，构 筑两个结构的连续易损性曲线，并进一步提出用贝塔分布函数将结果转化为地震动参数 －震害指数 概率密度函数的概率表达方式，可以更加直观简便地观察到黏滞阻尼器显著的减震效果。该表达方 法具有直观性，研究成果可为既有结构的地震灾害风险评估等提供简明且有力的分析方法。 关键词：地震易损性；增量动力分析；贝塔分布；黏滞阻尼器；高层钢结构 中图分类号：Ｐ３１５．９ 文献标志码：Ａ
Ｅｆｆｅｃｔｏｆｖｉｓｃｏｕｓｄａｍｐｅｒｏｎｓｅｉｓｍｉｃｖｕｌｎｅｒａｂｉｌｉｔｙｏｆ ｈｉｇｈｒｉｓｅｓｔｅｅｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ
ＱＩＡＯＹｕｎｌｏｎｇ１，２，ＷＡＮＧＺｉｆａ１，２
（１．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＭｅｃｈａｎｉｃｓ，ＣｈｉｎａＥａｒｔｈｑｕａｋｅＡｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ，Ｈａｒｂｉｎ１５００８０，Ｃｈｉｎａ；２．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆ ＥａｒｔｈｑｕａｋｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＶｉｂｒａｔｉｏｎｏｆＣｈｉｎａＥａｒｔｈｑｕａｋｅＡｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ，Ｈａｒｂｉｎ１５００８０，Ｃｈｉｎａ）
收稿日期：２０１９－０５－２０； 修订日期：２０１９－０７－２５ 基金项目：中国地震局工程力学研究所基本科研项目（２０１８Ｃ０３） Ｓｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙ：ＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＲｅｓｅａｒｃｈＦｕｎｄｏｆＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＭｅｃｈａｎｉｃｓ，ＣｈｉｎａＥａｒｔｈｑｕａｋｅＡｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ（２０１８Ｃ０３） 作者简介：乔云龙（１９９５－），男，硕士研究生，主要从事结构抗震研究．Ｅｍａｉｌ：ｑｉａｏ＿ｙｕｎｌｏｎｇ＠ａｌｉｙｕｎ．ｃｏｍ 通讯作者：王自法（１９６５－），男，研究员，博士，主要从事巨灾风险、地震保险等领域的研究．Ｅｍａｉｌ：ｚｉｆａ＠ｉｅｍ．ａｃ．ｃｎ
第 ４０卷 第 Байду номын сангаас期 ２０２０年 ２月
地 震 工 程 与 工 程 振 动
ＥＡＲＴＨＱＵＡＫＥＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＡＮＤＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＤＹＮＡＭＩＣＳ
Ｖｏｌ．４０Ｎｏ．１ Ｆｅｂ．２０２０
文章编号：１０００－１３０１（２０２０）０１－０２０５－０８
ＤＯＩ：１０．１３１９７／ｊ．ｅｅｅｖ．２０２０．０１．２０５．ｑｉａｏｙｌ．０２０